左侧背外侧前额叶到初级运动皮层连接性在程序性运动学习中的作用

发布时间：2020-10-30 00:45

　　 目的:作为额叶的重要脑功能区,背外侧前额叶(DLPFC)在决策、认知控制、连接认知和动作中起到重要作用。它内部皮层间的连接并到达初级运动皮层(M1)的投射对最终的运动输出传输了重要的信息。以往对额叶和运动皮层的临床和脑成像研究显示,DLPFC参与运动中的抑制控制,且DLPFC和M1之间存在功能性的连接。虽然DLPFC在运动学习控制中的角色和作用被广泛地讨论,但是从DLPFC到M1的生理投射通路仍然是未知课题,并且对DLPFC在不同运动学习任务中的作用以及与M1的连接性缺乏因果性的证据。本研究采用连续反应时间任务与神经电生理学方法相结合,探究左侧DLPFC到M1的连接性在随机及序列顺序两种不同的程序性运动学习中发挥的作用是否有差异。方法:重复性经颅磁刺激(rTMS)是可以改变脑区兴奋性的电生理方法,其中θ矩阵脉冲刺激法是rTMS的范式之一,具有抑制性(cTBS)和兴奋性(iTBS)两种干预程序。研究一中,被试接受DLPFC的iTBS/cTBS干预,观察M1的兴奋性及抑制环路的变化,并同时采用假刺激进行对照组实验。研究二中,被试第一步先接受两连发经颅磁刺激(TMS)对DLPFC到M1的连接性的基线检测,得出最佳的投射时间点;第二步被试分为序列学习组和随机学习组进行运动学习行为任务,并根据第一步实验得出的最佳投射点,用单发TMS和两重位置两连发TMS在被试学习前后分别测试DLPFC-M1的连接性的输入输出曲线的变化以及M1皮层兴奋性的变化。结果:(1)研究一表明iTBS干预DLPFC后,M1兴奋性下降,cTBS干预DLPFC后M1的兴奋性上升,且上升峰值与下降峰值显著相关;对照组的数据未得到统计学上的显著关系。(2)研究二结果显示,DLPFC到M1的投射时间间隔中,在10ms存在显著抑制,在25ms存在显著兴奋现象;(3)序列学习组的学习效果更好,随着学习的进行,反应时显著下降。单发TMS产生的MEP在序列学习和随机学习两种学习条件下均未发生改变,而两连发的MEP显示,在最合适的110%RMT输入强度下,DLPFC-M1连接性在序列条件下发生改变,而在随机条件下未发生改变。结论:(1)DLPFC和M1存在双向的兴奋-抑制通路并存在系统稳态平衡关系;(2)在更精确的时间投射进程下,在投射时间差异为10ms及25ms时,分别存在的两个显著抑制或易化通路是DLPFC到M1的最佳投射时间间隔;(3)序列学习产生了更好的可塑性变化,且DLPFC-M1连接性的变化对序列顺序运动学习组而不是随机序列学习组起作用,表明DLPFC对序列学习的更好地介入导致更好的行为提升效果。本研究的结果通过电生理学的指标与行为学指标相结合,为DLPFC在序列学习中的重要作用提供了进一步的证据。
【学位单位】：上海体育学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：B842.3
【部分图文】：

实验一流程图

图 4-2 TBS 干预 DLPFC 后 M1 区 MEP 振幅随时间的变化注：**p < 0.01, *p < 0.05, 各时间点与基线的比较；##p < 0.01, cTBS 干预后 MEP 与 iTBS干预后 MEP 的比较在采用假刺激的对照组实验中，两块肌肉的 MEP 振幅均没有表现出干预范式(FDI: p = 0.698;APB: p = 0.685)、时间(FDI: p = 0.299;APB: p = 0.214)及交互效应(FDI: p = 0.592;APB: p = 0.710)上的统计学差异 (图 4-3A, B)。

图 4-2 TBS 干预 DLPFC 后 M1 区 MEP 振幅随时间的变化注：**p < 0.01, *p < 0.05, 各时间点与基线的比较；##p < 0.01, cTBS 干预后 MEP 与 iTBS干预后 MEP 的比较在采用假刺激的对照组实验中，两块肌肉的 MEP 振幅均没有表现出干预范式(FDI: p = 0.698;APB: p = 0.685)、时间(FDI: p = 0.299;APB: p = 0.214)及交互效应(FDI: p = 0.592;APB: p = 0.710)上的统计学差异 (图 4-3A, B)。
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本文编号：2861714